Enunciado

O elevador principal A da torre CN em Toronto sobe cerca de 350   m e na maior parte de seu curso tem uma velocidade constante de 22   k m / h . Suponha que tanto a aceleração quanto a desaceleração tenham módulo constante de 1 4 g e determine o tempo de duração t do curso do elevador.

Passo 1

A primeira coisa a fazer é desobrir quanto tempo esse elevador leva para ir da velocidade v 0 = 0 até v = 22   k m / h ≅ 6,11   m / s :

v = v 0 + a t

6,11 = 0 + a t

Sabendo que a aceleração é:

a = 1 4 g = 9,81 4 ≅ 2,4525   m / s 2

Então o tempo de aceleração t a é:

6,11 = ( 2,4525 ) ( t a )

t a = 2,49   s

E sabemos que a resposta será a mesma para a desaleração:

t d = 2,49   s

Passo 2

Beleza, agora precisamos saber qual a distância percorrida pelo elevador enquanto ele está sendo acelerado até a velocidade máxima. Vamos usar a equação de Torricelli:

v 2 = v 0 2 + 2 a Δ s

6,11 2 = 0 2 + 2 2,4525 Δ s

Δ s = 37,3321 ( 2 ) ( 2,4525 ) ≅ 7,61   m

E a distância será a mesma para a desaceleração. Isso quer dizer que a distância que o elevador percorre enquanto é acelerado/freado é:

d = 2 Δ s = 15,22   m

E ainda fica faltando percorrer:

D = 350 - 15,22 = 334,8   m

Passo 3

Ok, o enunciado já diz que na maior parte desse trajeto a velocidade do elevador é v = 6,11   m / s , então o tempo que ele demora para percorrer D é:

v = D Δ t

Δ t = 334,8 6,11 ≅ 54,8   s

E agora já podemos calcular o tempo total:

Δ T = 54,8 + 2,49 + 2,49 ≅ 59,8   s

Resposta

O tempo de duração do curso é 59,8   s .

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